3. Tenemos un pez que tiene una masa de aproximadamente 16 kg y este nada a 1.5 m/s, de repente se come a un pez de 5.0 kg que estaba estacionario (reposo). Si desprecia los efectos de arrastre del agua en la pecera. Determine:
a) La rapidez de pez grande inmediatamente después de haberse comido al pequeño.
b) Cuanta energía mecánica se disipó durante esta comida.
Respuestas
Se conserva el momento lineal del sistema.
a) 16 kg . 1,5 m/s + 0 = (16 + 5,0) kg V
V = 24 kg m/s / 21 kg = 1,14 m/s
b) Energía inicial: E = 1/2 . 16 kg . (1,5 m/s)² = 18 J
Energía final: E = 1/2 . 21 kg (1,14 m/s)² = 13,6 J
Se perdieron 18 - 13,6 = 4,4 J
Saludos Herminio
La rapidez del pez grande disminuyó a 1.15 m/s después de que se tragó al pequeño, se perdieron 7.42 joules de energía en el proceso.
El comportamiento del sistema es igual al del choque inelástico, es decir, podemos asumir que la cantidad de movimiento se conserva y la rapidez es la misma luego de que el pez grande se coma al pequeño.
¿Cuál es la ecuación de la cantidad de movimiento?
Dada dos masas que tienen una rapidez antes del choque, su rapidez después se debe ajustar para que se cumpla:
m₁*Vi₁ + m₂*Vi₂ = (m₁+ m₂)*Vf
Si la masa 1 es el pez grande sustituimos los datos:
16*1.5 + 5*0 = (16+5)*Vf
Vf = (16*1.5 + 5*0)/(16+5)
Vf = 1.15 m/s
El pez grande inicialmente tenía una energía cinética que luego disminuyó cuando se tragó al pequeño:
E = (1/2)*m₁*Vi₁²-(1/2)*m₁*Vf²
E = (1/2)*16*1.5²-(1/2)*16*1.15²
E = 7.42 J
Se perdieron 7.42 joules.
Más sobre el choque:
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